1.一种基于Transformer的多特征融合运动想象脑电信号分类方法,其特征在于,包括以下步骤:S1,对原始脑电信号进行预处理得到便于处理的脑电信号,预处理包括数据增强、滤波和去伪迹处理;
S2,将经过步骤S1预处理后得到的脑电信号输入时频特征提取网络,利用小波变换对脑电信号进行处理,然后将处理后的数据输入时频CNN网络进行时频域特征提取;
S3,进行步骤S2的同时,将经过步骤S1预处理后得到的脑电信号输入时空特征提取网络,利用时空CNN卷积,对脑电信号进行时空特征提取;
S4,利用并行Transformer对步骤S2和S3的输出信号特征进行多特征的融合和和权重调配,最后由softmax函数进行运动想象分类。
2.根据权利要求1所述一种基于Transformer的多特征融合运动想象脑电信号分类方法,其特征在于:步骤S1所述预处理具体包括:用巴特沃斯3阶滤波器对数据进行滤波,只截取5‑35Hz的频段,将滤波完成的数据进行独立主成分分析,去除脑电信号中的眼电,肌电,最后将脑电信号进行数据增强,以3秒为窗口,以0.1秒为间隔,对脑电信号进行滑动截取,一共滑动10次,便截取了10个脑电信号,将这些脑电信号看作是不同的受试者样本。
3.根据权利要求1所述一种基于Transformer的多特征融合运动想象脑电信号分类方法,其特征在于:步骤S2所述小波变换的公式如下:f(t)是待分析的信号,t是时间,小波变换的结果为WT(α,τ),α代表小波变换的尺度因子,τ代表小波变换的平移量,ψ为小波变换函数。
4.根据权利要求3所述一种基于Transformer的多特征融合运动想象脑电信号分类方法,其特征在于:步骤S2所述时频特征提取网络包括二维卷积层、归一化层和线性整流单元,重组层,最大池化层包括位置编码层;将二维脑电信号经过小波变换,大小调整为22×
100×750作为后续网络的输入,第一层卷积核大小为100×10,步长为1×10,输入22个通道,输出220个通道;第二层重组卷积层,输入220个通道,大小为1×75,输出22个通道,大小为10×75;最大池化层卷积核大小为10×3,步长为1×3,输入22个通道,输出22个通道,通过位置编码层,脑电信号的数据形状并不发生改变,只是将数据与位置编码结合。
5.根据权利要求1所述一种基于Transformer的多特征融合运动想象脑电信号分类方法,其特征在于:步骤S3所述时空特征提取网络包括二维卷积层,归一化层,线性整流单元,最大池化层和位置编码层;第一层卷积核大小为22×10,步长为1×10,输入22个通道,输出
22个通道;最大池化层卷积核大小为1×3,步长为1×3,输入22个通道,输出22个通道,通过位置编码层,脑电信号的数据形状并不发生改变,只是将数据与位置编码结合。
6.根据权利要求4或5所述一种基于Transformer的多特征融合运动想象脑电信号分类方法,其特征在于:所述位置编码的计算过程具体公式包括:其中pos是每个序列数据的位置索引,dmodel是特征嵌入维度,i是特征维度,PE(pos,2i)表示偶数位置的数据进行位置编码后的数据结果,PE(pos,2i)表示奇数位置的数据进行位置编码后的数据结果。
7.根据权利要求1所述一种基于Transformer的多特征融合运动想象脑电信号分类方法,其特征在于:所述步骤S4具体包括:(1)将时频网络和时空网络的输出信号接入,自注意力模块和并行Transformer模块;
(2)将Transformer中的值向量较差引入另一个Transformer的值向量中,做交叉注意力调配,然后将自注意力模块的输出分别引入Transformer中进行残差计算,然后再将输出分别接入前向传播模块,再对前向传播模块的输出做残差计算。
8.根据权利要求7所述一种基于Transformer的多特征融合运动想象脑电信号分类方法,其特征在于:所述自注意力模块采用的注意力机制计算公式包括:Qitf、Kitf、Vitf分别表示无注意力时频信号作为注意力模块中的询问向量、关键向量、值向量输入,Qits、Kits、Vits分别表示无注意力时空信号作为注意力模块中的询问向量、关键向量、值向量输入,Softmax(·)表示softmax函数,dk表示Kitf、Kits的维度,Attention(·)表示通过多特征融合Transformer模块后的输出结果。
9.根据权利要求8所述一种基于Transformer的多特征融合运动想象脑电信号分类方法,其特征在于:所述Softmax函数的公式如下:P(Si)表示分类输出结果,n表示分类的个数,一共有n个用数值表示的分类Sk,k∈(0,n],i表示k中的某个分类,gi表示该分类的值,Si表示第i个元素的分类概率。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至9任一项所述的基于Transformer的多特征融合运动想象脑电信号分类方法的步骤。